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《基于超宽带（uwb）技术的测距方法研究（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、华中师范大学硕士学位论文基于超宽带(UWB)技术的测距方法研究姓名:李凡申请学位级别:硕士专业:电路与系统指导教师:刘守印20070611顾士学位论文’⑧中文摘要近年来,超宽带技术以其独特的技术优势受到越来越多的关注,尤其是在年月美国联邦通信委员会正式允许超宽带技术用于民用后,关于超宽带应用的研究日益增多。超宽带脉冲无线电是在时域发射极窄的脉冲,相应地在频域产生频带很宽、功率谱密度极低的信号。因其具有良好的信号隐蔽性、极低的功耗、高的多径分辨率等优点,在军事和民用领域有着广泛的应用前景。随着无线通信网相关技术的发展以及用户对业务种类需求的提高,无线通信网中的测距和定位功能显得越
2、来越重要。传统的几种定位技术,例如:定位、基于蜂窝网无线定位定位等,各有不同的优势和局限性。超宽带技术由于具有抗噪声和抗干扰能力强、多径分辨率高、穿透能力强、通信容量大等众多优点,在众多无线定位技术中脱颖而出,成为未来无线定位技术中极具潜力的技术。基于时间测量的超宽带测距方法的主要误差来源于多径传播和非视距传播。因此,怎样在多径、非视距环境中获得高的测距精度,是超宽带测距技术面临的一个挑战。传统的基于时间测量的超宽带测距算法是利用信号互相关最大值的时刻作为估计值,但由于多径、非视距传播的存在,导致第一个达到的路径通常不是能量最强的路径,所以,如何检测第一条到达的路径非常重要。利
3、用信号互相关的测距算法虽然能获得较高的测距精度,但由于超宽带信号带宽非常宽,所以这种方法需要很高的采样频率。相比奈奎斯特采样频率来说,超宽带信号接收端只能以比较低的频率采样,这使得它不能有效的捕获每个多径成分的能量。因此,基于能量检测的测距方法以其简单性和低采样率成为人们的又一选择。本文在分析超宽带通信基本原理的基础上,以提高测距精度和减少噪声的影响为目的,主要针对测距算法进行了研究。本文完成了以下两个方面的研究工作:提出了一种新的两步测距算法。首先在综合分析文献的基础上,本文归纳出基于信号互相关的两种基本的测距算法。为了减小非视距传输造成的测距误差,两步测距算法的第一步是对接
4、收信号做统计平均,并利用信号互相关的方法,得到粗略的时间;第二步是利用迟早门信号原理来进一步进行时间检测的优化,理论和仿真实验证明了该算法实现了测距性能的提高。提出了基于自适应噪声抵消的测距算法。本文首先系统地归纳出基于能量检测的四种主要测距算法。然后针对能量检测平方了噪声项、加大了噪声影响的弊端,本论文利用自适应噪声抵消系统来减小能量检测对噪声放大的影响。理论和仿真实验证明本文提出的算法在信噪比较小的情况下都能较好地完成测距工硕士学位论之。⑧作,并具有较高的测距精度。关键词:超宽带:脉冲无线电;测距;两步测距算法;自适应噪声抵消算法:定位硕士学位论支‘⑨,,..?,..,.,
5、,,.,,..,.??.,.....出..,.,,:.硕士学位论文‘⑧,,..,.,...,.:;;?;;;顼士学位论文’⑥术语表陬,:超宽带:美国联邦通信委员会:脉冲无线电:视距:非视距:到达时间:到达时间差:接收信号强度双程测距:单程测距:加性高斯白噪声∞脉冲重复频率:广义最大似然:能量检测:最大能量选择:门限比较?:最大能量向回搜索.多尺度能量乘积:自适应噪声抵消:最小均方:最乘硕士学位论文’图表目录表.三种方案的比较??.图.战场定位系统.图.信道脉冲响应的示意图图.居民视距传播环境图.居民非视距传播环境图.室内视距传播办公环境?图.室内非视距传播办公环境图.作为参考节
6、点的测距例子图.双程测距图解图.单程测距图解图.脉冲串时域平均测距方法各阶段波形图?图.接收信号波形图.迟早门相关原理图?图.△波形图图.不同算法的测距误差比较?图.不同发送脉冲数目的测距误差比较图.经过能量检测后的采样信号图.基于能量检测的估计算法图解??.图.归一化自适应门限选择图解图.不同时间范围的滤波器组?图.自适应滤波器的原理框图?图.自适应噪声抵消系统原理框图图.信道环境下不同算法性能比较??.图.信道环境下不同算法性能比较??.图.信道环境下不同收敛因子/的性能比较?..图.信道环境下不同迭代次数的性能比较图.二维空间中参考节点为、、时对节点的球形定位?硕士学位论
7、文。⑨图.二维空间中参考节点为、、时对节点的双曲线定位图.测距误差对二维空间中球形定位的影响?图.平均定位误差与测距误差方差的关系曲线图.测距误差方差为时,平均定位误差与参考节点的数量关系曲线硕士学位丈’⑧华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声
